Кинетическая модель поможет оптимизировать добычу битуминозной нефти
Проект поддержан Российским научным фондом и индустриальным партнером АО «Зарубежнефть».
Для масштабирования, проектирования и оптимизации нефтедобычи ученые Института геологии и нефтегазовых технологий совместно с АО «Зарубежнефть» первыми разработали кинетическую модель каталитического акватермолиза с использованием водорастворимого катализатора на основе никеля.
Водорастворимые катализаторы, предложенные Казанским федеральным университетом совместно с АО «Зарубежнефть», демонстрируют эффективность по снижению вязкости битуминозной нефти и могут быть использованы на месторождении с меньшими экономическими затратами. Их применение позволяет оптимизировать дорогостоящие паротепловые методы повышения нефтеотдачи.
В работе было показано, что использование сульфата никеля помогает повысить активность в преобразовании тяжелых фракций и увеличении доли насыщенных и ароматических углеводородов. Преимуществом данной системы является то, что ее можно закачать в пласт на глубине 600-700 метров в виде водного раствора без использования органических растворителей. Результаты исследования были опубликованы в Fuel.
«Использование сульфата никеля является экономически и технически эффективным для использования на месторождениях битуминозной нефти, чем другие некоторые нефтерастворимые катализаторы, поскольку его синтез и закачка в скважины обходятся дешевле. Кроме того, этот водорастворимый катализатор считается экологически чистым, что делает его привлекательной альтернативой для методов каталитического акватермолиза», – сообщил научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Феликс Луго Хосе Гильермо.
«NiSO4 дает хороший баланс между эффективностью и практичностью. Он способствует превращению асфальтенов — самых сложных и тяжелых компонентов нефти — в более легкие фракции», – объяснил младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Сувейд Мунир Абдо Мохаммед.
Фактически ученые предложили недорогой, простой в обращении катализатор. Для масштабирования, проектирования и оптимизации новой перспективной технологии была разработана кинетическая модель, которая определяет механизм протекания химических реакций превращения одних фракций нефти в другие в процессе каталитического акватермолиза.
«В ходе совместного исследования с нашим индустриальным партнером «Зарубежнефтью» были достигнуты важные результаты: предложенная модель успешно прогнозирует поведение фракций (насыщенные, ароматические, смолы и асфальтены) во время процесса акватермолиза с использованием сульфата никеля. Кинетическая модель помогает понять и оптимизировать преобразование тяжелых фракций в более легкие, что крайне важно для повышения эффективности процесса акватермолиза. При этом катализатор позволяет снизить энергию активации процесса преобразования асфальтенов в более легкие фракции, что является важной задачей при облагораживании тяжелой нефти. При этом сульфат никеля препятствует чрезмерному превращению легких фракций в газы, сохраняя углеводороды в жидкой фазе, что очень важной для дальнейшей стадии подготовки продукции», – прокомментировал руководитель проекта, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.
Применить технологию планируют на месторождении Бока де Харуко уже в ближайшей перспективе.
«Катализатор NiSO4 усиливает конверсию асфальтенов в мальтены и препятствует реакциям крекинга легких фракций с образованием газов. Это является преимуществом для технологии циклической закачки пара, применяемой на месторождении Бока де Харуко, поскольку известно, что получение газа препятствует росту паровой камеры, снижая нефтеотдачу, а с помощью разработанного катализатора ее можно повысить», – рассказал Феликс Луго Хосе Гильермо.
Месторождение Боко де Харухо было выбрано для проведения каталитического акватермолиза из-за высокой вязкости нефти, которая представляет собой значительные проблемы для добычи с использованием традиционных методов.
«Применение водорастворимого катализатора эффективно влияет на процесс термического разложения тяжёлых фракций, снижая вязкость тяжелой нефти, что приводит к значительному повышению ее подвижности в пластовых условиях, облегчает ее добычу и последующую транспортировку», – отметил Сувейд Мунир Абдо Мохаммед.
Погрешность кинетической модели не превысила 6,9 %, что свидетельствует о высокой точности разработки.
